CN215621434U - 充电cc信号处理电路、动力电池管理***和电动车辆 - Google Patents

充电cc信号处理电路、动力电池管理***和电动车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种充电CC信号处理电路、动力电池管理***和电动车辆，其中，充电CC信号处理电路包括，信号转换单元、唤醒单元、电源芯片和控制单元，唤醒单元与车辆充电接口处的CC检测端相连，以根据CC检测端提供的CC模拟信号唤醒电源芯片；电源芯片分别与信号转换单元和控制单元相连，电源芯片在被唤醒后给信号转换单元和控制单元供电；信号转换单元与CC检测端相连，以将CC模拟信号转换为数字信号；控制单元与信号转换单元相连，控制单元根据数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。由此，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。

Description

充电CC信号处理电路、动力电池管理***和电动车辆
技术领域
本实用新型涉及车辆充电技术领域，尤其涉及一种充电CC信号处理电路、一种动力电池管理***和一种电动车辆。
背景技术
目前，相关技术的CC电阻唤醒检测方法，通常采用设置一个恒流源来测得CC电阻阻值，例如，通过将CC电阻串入到恒流源回路中，使得CC电阻产生一个电压值，并将电压值通过比较器，以输出高电平唤醒***，进而，在***工作后，单片机AD采集CC电阻电压值，并根据欧姆定律R＝U/I得出CC电阻阻值，从而使其进入正常充电流程。
然而，相关技术的问题在于，由于被测CC电阻电压，需要与恒流源形成回路产生，所以对恒流源精度要求特别高，如当CC为1500R时，恒流源0.5mA的波动就会产生0.75V的电压波动，且在电路设计中需要专用电流基准源、稳压器、比较器等电路，导致电路的复杂及成本的提高，以及，采用AD转换采集模拟量，容易在计算阻值时出现误差，导致电阻区间重叠，从而判断出错误的连接状态或者电流能力。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种充电CC信号处理电路，能够通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
本实用新型的第二个目的在于提出一种动力电池管理***。
本实用新型的第三个目的在于提出一种电动车辆。
为达到上述目的，本实用新型第一方面提出的充电CC信号处理电路，包括信号转换单元、唤醒单元、电源芯片和控制单元，其中，所述唤醒单元与车辆充电接口处的CC检测端相连，以根据所述CC检测端提供的CC模拟信号唤醒所述电源芯片；所述电源芯片分别与所述信号转换单元和所述控制单元相连，所述电源芯片在被唤醒后给所述信号转换单元和所述控制单元供电；所述信号转换单元与所述CC检测端相连，以将所述CC模拟信号转换为数字信号；所述控制单元与所述信号转换单元相连，所述控制单元根据所述数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。
根据本实用新型的充电CC信号处理电路，通过唤醒单元根据CC检测端提供的CC模拟信号唤醒电源芯片，并通过电源芯片在被唤醒后给信号转换单元和控制单元供电，进而，通过信号转换单元将CC模拟信号转换为数字信号，以及，通过控制单元根据数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。由此，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
另外，根据本实用新型上述的充电CC信号处理电路，还可以具有如下的附加技术特征：
在一些示例中，所述唤醒单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端连接到预设电源，所述第一电阻的另一端与所述CC检测端相连；第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的一端相连，所述第一开关管的第二端与所述电源芯片相连，所述第一开关管的控制端与所述CC检测端相连，所述第一开关管在所述CC模拟信号的控制下导通时，将所述预设电源提供给所述电源芯片，以唤醒所述电源芯片。
在一些示例中，所述电源芯片将所述预设电源提供的第一电压转换为第二电压，以供给所述信号转换单元和所述控制单元。
在一些示例中，所述第一电压大于所述第二电压。
在一些示例中，所述信号转换单元包括多个比较子电路，所述多个比较子电路中的每个比较子电路分别与所述CC检测端相连，以对所述CC模拟信号对应的电压进行比较，输出多个数字量信号。
在一些示例中，所述多个比较子电路的电路拓扑相同。
在一些示例中，所述每个比较子电路包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接到所述电源芯片的输出端；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第二电阻的另一端与所述CC检测端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连且具有第一节点，所述第四电阻的另一端接地；比较器，所述比较器的正输入端与所述第二电阻的另一端相连，所述比较器的负输入端与所述第一节点相连，所述比较器的输出端与所述控制单元的采样端相连。
在一些示例中，不同比较子电路中的第二电阻和第三电阻的阻值相同，且不同比较子电路中的第四电阻的阻值不同。
为达到上述目的，本实用新型第二方面提出的动力电池管理***，包括如上所述的充电CC信号处理电路。
根据本实用新型的动力电池管理***，采用上述本实用新型的充电CC信号处理电路，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
为达到上述目的，本实用新型第三方面提出的电动车辆，包括如上所述的动力电池管理***。
根据本实用新型的电动车辆，采用上述本实用新型的动力电池管理***，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的充电CC信号处理电路的方框示意图；
图2是根据本实用新型一个实施例的充电CC信号处理电路的电路原理图；
图3是根据本实用新型一个实施例的唤醒单元的电路原理图；
图4是根据现有技术的交流充电连接示意图；
图5是根据本实用新型实施例的动力电池管理***的方框示意图；
图6是根据本实用新型实施例的电动车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考附图描述本实用新型实施例的充电CC信号处理电路、动力电池管理***和电动车辆。
图1是根据本实用新型实施例的充电CC信号处理电路的方框示意图。
如图1所示，充电CC信号处理电路100包括信号转换单元1、唤醒单元2、电源芯片3和控制单元4。
具体地，唤醒单元2与车辆充电接口处的CC检测端相连，以根据CC检测端提供的CC模拟信号唤醒电源芯片3；电源芯片3分别与信号转换单元1和控制单元4相连，电源芯片3在被唤醒后给信号转换单元1和控制单元4供电；信号转换单元1与CC检测端相连，以将CC模拟信号转换为数字信号；控制单元4与信号转换单元1相连，控制单元4根据数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。
举例而言，在进行充电枪插拔的过程中，车辆充电接口处的CC检测端将检测到CC模拟信号，此时，唤醒单元2可以根据CC检测端提供的CC模拟信号唤醒电源芯片3，以通过唤醒后的电源芯片3给信号转换单元1和控制单元4供电，进而，信号转换单元1可以将车辆充电接口处的CC检测端处的CC模拟信号转换为数字信号，以便于控制单元4根据数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。
由此，基于本实用新型实施例的充电CC信号处理电路，可以通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
进一步地，如图2所示，唤醒单元1包括：第一电阻R1和第一开关管K1。
具体地，第一电阻R1的一端连接到预设电源，第一电阻R1的另一端与CC检测端相连；第一开关管K1的第一端与第一电阻R1的一端相连，第一开关管K1的第二端与电源芯片3相连，第一开关管K1的控制端与CC检测端相连，第一开关管K1在CC模拟信号的控制下导通时，将预设电源提供给电源芯片3，以唤醒电源芯片3。
可选地，第一开关管K1可以为P-MOS、三极管或相同功能的开关。
举例而言，第一开关管K1可以作为唤醒电源芯片3的唤醒开关，其中，当车辆充电接口处的CC检测端未检测到CC模拟信号时，第一开关管K1处于截止状态，此时，电源芯片3处于休眠状态，当车辆充电接口处的CC检测端检测到CC模拟信号时，第一开关管K1处于导通状态，预设电源通过第一电阻R1和第一开关管K1与电源芯片3相连，此时，电源芯片3处于正常工作状态。4根据
进一步地，如图3所示，电源芯片3将预设电源提供的第一电压转换为第二电压，以供给信号转换单元1和控制单元4。
可以理解的是，第一电压为电源电压，第二电压为工作电压，换言之，电源芯片3可以将预设电源提供的电源电压转换为工作电压，以供给信号转换单元1和控制单元4，从而使得信号转换单元1和控制单元4能够正常工作运行。
进一步地，第一电压大于第二电压。
可选地，第一电压可优选为12V，第二电压可优选为5V。
进一步地，信号转换单元1包括多个比较子电路11～16，多个比较子电路11～16中的每个比较子电路分别与CC检测端相连，以对CC模拟信号对应的电压进行比较，输出多个数字量信号。
应理解的是，多个比较子电路11～16中的每个比较子电路可以分别对对车辆充电接口处的CC检测端处的CC模拟信号对应的电压进行比较，以根据比较结果输出多个数字量信号，例如，多个比较子电路11～16中的比较子电路11可以对CC模拟信号对应的电压进行比较，输出数字量信号Signal1，多个比较子电路11～16中的比较子电路12可以对CC模拟信号对应的电压进行比较，输出数字量信号Signal2，以此类推，从而分别获得数字量信号Signal1至Signal6，以便于控制单元4根据多个数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。
进一步地，如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，多个比较子电路11～16的电路拓扑相同。
可以理解的是，多个比较子电路11～16采用相同的电路拓补，在满足对CC模拟信号对应的电压进行比较，输出多个数字量信号的需求上，能够进一步地简化电路结构，降低电路设计成本。
进一步地，如图2所示，每个比较子电路11～16包括：第一二极管D1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和比较器D。
具体地，第一二极管D1的阳极连接到电源芯片3的输出端；第二电阻R2的一端与第一二极管D1的阴极相连，第二电阻R2的另一端与CC检测端相连；第三电阻R3的一端与第一二极管D1的阴极相连；第四电阻R4的一端与第三电阻R3的另一端相连且具有第一节点P1，第四电阻R4的另一端接地；比较器D的正输入端与第二电阻R2的另一端相连，比较器D的负输入端与第一节点P1相连，比较器D的输出端与控制单元4的采样端相连。
可选地，在本实用新型的一些实施例中，可以通过运算放大器代替比较器D，同样能够对CC模拟信号对应的电压进行比较，输出多个数字量信号。
进一步地，不同比较子电路中的第二电阻和第三电阻的阻值相同，且不同比较子电路中的第四电阻的阻值不同。
需要说明的是，根据GBT18487.1-2015标准，如图4所示，交流充电是充电枪***后通过S3开关闭合后CC电阻来唤醒BMS(电池管理***)，并以1.5K+1.8K、680R+2.7K、220R+3.3K、100R+3.3K四种电阻组合，通过充电枪上的电阻R4和RC来判断交流充电枪与车辆连接状态，以及通过RC阻值(1.5K，680R，220R，100R)判断充电枪线缆允许通过最大电流。
可以理解的是，在充电过程中，当连接状态为未连接时，Rn为无穷大，当连接状态为连接时，Rn＝R4+RC。
因此，依据前述电阻组合，对每个比较子电路11～16进行设计电阻值，阻值如下表1所示，表1为数字量处理电路配置表：
表1
Figure BDA0003291440860000051
Figure BDA0003291440860000061
由表1可知，在本实用新型的一个实施例中，不同比较子电路中的第二电阻R2(R21～R26)和第三电阻R3(R31～R36)的阻值相同，且不同比较子电路中的第四电阻R4(R41～R46)的阻值不同。
应理解的是，在本实用新型的实施例中，每个比较子电路11～16分别通过对CC模拟信号对应的电压进行比较，以转化为多个数字量信号，从而便于控制单元4进行信号采集与阻值计算以及充电连接状态判断。
下面结合附图2，对将CC模拟信号转换为数字信号的电路原理进行描述：以比较子电路11为例，电路节点1连接到比较器D的正输入端，电路节点2连接到比较器D的负输入端，依据比较器原理，当正输入端电势大于负输入端时，比较器D的输出端将输出高电平(例如，数字量1)，反之，将输出低电平(例如，数字量0)，进而，依据上述原理及前述各阻值设置，可以获得如表2所示的采样点数字量采集表，进而，控制单元4可以依照下表采集数字量可判断连接状态及电缆电流容量，其中，表2为数字量采集对照表。
表2
Figure BDA0003291440860000062
Figure BDA0003291440860000071
由表2可知，若数字量信号1～6均为1，则可判断充电连接状态为完全开路状态，且Rn＝∞；若数字量信号1～4为1，且数字量信号5～6为0，则可判断充电连接状态为连接状态，Rn＝1.5k，且电缆容量为10A；若数字量信号1～3为1，且数字量信号4～6为0，则可判断充电连接状态为连接状态，Rn＝0.68k，且电缆容量为16A；若数字量信号1～2为1，且数字量信号3～6为0，则可判断充电连接状态为连接状态，Rn＝0.22k，且电缆容量为32A；若数字量信号1为1，且数字量信号2～6为0，则可判断充电连接状态为连接状态，Rn＝0.1k，且电缆容量为63A；若数字量信号1～6均为0，则可判断充电连接状态为短路状态，且Rn＝0k；若数字量信号1～5为1，且数字量信号6为0，则可判断充电连接状态为半连接状态，且根据前述四种电阻组合可以确定不同的Rn阻值。
综上，根据本实用新型的充电CC信号处理电路，通过唤醒单元根据CC检测端提供的CC模拟信号唤醒电源芯片，并通过电源芯片在被唤醒后给信号转换单元和控制单元供电，进而，通过信号转换单元将CC模拟信号转换为数字信号，以及，通过控制单元根据数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。由此，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
图5是根据本实用新型实施例的动力电池管理***的方框示意图。
如图5所示，动力电池管理***1000包括根据上述本实用新型实施例的充电CC信号处理电路100。
需要说明的是，本实用新型实施例的动力电池管理***1000的具体实施方式具体可参见前述本实用新型实施例的充电CC信号处理电路100的具体实施方式，在此不再赘述。
综上，根据本实用新型的动力电池管理***，采用上述本实用新型的充电CC信号处理电路，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
图6是根据本实用新型实施例的电动车辆的方框示意图。
如图6所示，电动车辆2000包括上述本实用新型实施例的动力电池管理***1000。
需要说明的是，本实用新型实施例的电动车辆2000的具体实施方式具体可参见前述本实用新型实施例的动力电池管理***1000的具体实施方式，在此不再赘述。
综上，根据本实用新型的电动车辆，采用上述本实用新型的动力电池管理***，通过将CC模拟信号转换为数字信号，以便于信号采集，且数字信号抗干扰能力强，不易出现采集错误，从而准确计算CC阻值以及判断充电连接状态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，本实用新型实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本实用新型实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种充电CC信号处理电路，其特征在于，包括信号转换单元、唤醒单元、电源芯片和控制单元，其中，
所述唤醒单元与车辆充电接口处的CC检测端相连，以根据所述CC检测端提供的CC模拟信号唤醒所述电源芯片；
所述电源芯片分别与所述信号转换单元和所述控制单元相连，所述电源芯片在被唤醒后给所述信号转换单元和所述控制单元供电；
所述信号转换单元与所述CC检测端相连，以将所述CC模拟信号转换为数字信号；
所述控制单元与所述信号转换单元相连，所述控制单元根据所述数字信号进行阻值计算以及充电连接状态判断。
2.根据权利要求1所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，所述唤醒单元包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端连接到预设电源，所述第一电阻的另一端与所述CC检测端相连；
第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的一端相连，所述第一开关管的第二端与所述电源芯片相连，所述第一开关管的控制端与所述CC检测端相连，所述第一开关管在所述CC模拟信号的控制下导通时，将所述预设电源提供给所述电源芯片，以唤醒所述电源芯片。
3.根据权利要求2所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，所述电源芯片将所述预设电源提供的第一电压转换为第二电压，以供给所述信号转换单元和所述控制单元。
4.根据权利要求3所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，所述第一电压大于所述第二电压。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，所述信号转换单元包括多个比较子电路，所述多个比较子电路中的每个比较子电路分别与所述CC检测端相连，以对所述CC模拟信号对应的电压进行比较，输出多个数字量信号。
6.根据权利要求5所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，所述多个比较子电路的电路拓扑相同。
7.根据权利要求6所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，所述每个比较子电路包括：
第一二极管，所述第一二极管的阳极连接到所述电源芯片的输出端；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第二电阻的另一端与所述CC检测端相连；
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连；
第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连且具有第一节点，所述第四电阻的另一端接地；
比较器，所述比较器的正输入端与所述第二电阻的另一端相连，所述比较器的负输入端与所述第一节点相连，所述比较器的输出端与所述控制单元的采样端相连。
8.根据权利要求7所述的充电CC信号处理电路，其特征在于，不同比较子电路中的第二电阻和第三电阻的阻值相同，且不同比较子电路中的第四电阻的阻值不同。
9.一种动力电池管理***，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的充电CC信号处理电路。
10.一种电动车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的动力电池管理***。
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CN114745241A (zh) * 2022-05-06 2022-07-12 浙江地芯引力科技有限公司 调幅信号解调装置及供电设备
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